The Meshtastic node is not only characterized by sensor technology and networking. Its enclosure is equally decisive for its intended use. Boards alone can be used for evaluation, but not in real use.
While visiting the RAKwireless booth at Embedded World 2024, I saw the enclosure for the RAKwireless starter kit shown here and have now tried it out.
Der Meshtastic Knoten selbst zeichnet sich nicht nur durch die Sensorik und die Vernetzung aus. Sein Gehäuse ist gleichermaßen bestimmend für den Einsatzzweck. Für die Evaluierung kann mit Boards gearbeitet werden, im realen Einsatz nicht.
Bei meinem Besuch am Stand von RAKwireless zur Embedded World 2024 konnte ich das hier gezeigte Gehäuse für das RAKwireless Starterkit sehen und habe es nun auch ausprobieren können.
Environmental sensors monitor the temperature and humidity levels in different rooms of a building and enable the system to intelligently adjust the HVAC settings. A dynamic control ensures a comfortable and healthy indoor environment
RAKwireless offers the QingPing Temperature & Humidity Pro S a professional-grade sensor specifically tailored for environmental and greenhouse applications.
The device supports configurable reporting and notification options, keeping users informed about critical changes in temperature and humidity levels.
Umgebungssensoren überwachen Temperatur- und Luftfeuchtigkeit in den verschiedenen Räumen eines Gebäudes und ermöglichen eine intelligente Anpassung der HLK-Einstellungen. Eine dynamische Steuerung sorgt für ein angenehmes und gesundes Raumklima.
RAKwireless bietet mit dem QingPing Temperature & Humidity Pro S einen professionellen Sensor, der speziell für Umwelt- und Gewächshausanwendungen entwickelt wurde.
Das Gerät unterstützt konfigurierbare Berichts- und Benachrichtigungs-optionen, die den Benutzer über kritische Änderungen der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte informieren.
For Device Configuration and Data Description read the User Manual.
The sensor sends different messages like historical data, real-time data, events, etc.
At this time, QingPing does not offer a payload decoder; therefore, I wrote a simple one for decoding the real-time data message.
Zur Gerätekonfiguration und Datenbeschreibung lesen Sie bitte das Benutzerhandbuch.
Der Sensor sendet verschiedene Nachrichten wie historische Daten, Echtzeitdaten, Ereignisse usw.
Da QingPing derzeit keinen Payload-Decoder anbietet, habe ich einen einfachen Decoder für die Dekodierung der Echtzeitdaten geschrieben.
function decodeUplink(input) {
var data = {};
if (input.bytes[1] == 0x41 && input.bytes[3] == 0x01) {
data.msg = "RTD";
data.temp = ((((input.bytes[8] << 8) + input.bytes[9]) >> 4) - 500)/10;
data.humi = ((((input.bytes[9] << 8) + input.bytes[10]) & 0x0FFF))/10;
data.bat = input.bytes[13];
}
return {
data: data
};
}
Using this payload decoder, the TTS console shows the following messages. As you can see, only the real-time data messages beginning with 01 41 xx 01 are decoded.
Bei Verwendung dieses Payload-Decoders zeigt die TTS-Konsole die folgenden Meldungen an. Wie Sie sehen können, werden nur die Echtzeitdatenmeldungen, die mit 01 41 xx 01 beginnen, dekodiert.
Thanks to RAKwireless for this LoRaWAN gift at Embedded World 2024 and the good conversations at the booth. It reminds me of my visit there.
In the Meshtastic network, a router can send data via MQTT to any MQTT broker on the Internet.
This makes it possible to have data from one or more Meshtastic devices processed or visualized by an external instance.
My Meshtastic network has differently equipped Meshtastic devices. The WisBlock Meshtastic Device is equipped with a RAK1901 sensor for measuring temperature and humidity and a RAK12500 GNSS GPS Location Module u-blox ZOE-M8Q, whose measured values are to be visualized with a Datacake dashboard.
Im Meshtastic Netzwerk kann ein Router Daten über MQTT an jeden beliebigen MQTT Broker im Internet senden.
Dadurch besteht die Möglichkeit, Daten eines oder mehrerer Meshtastic Devices durch eine externe Instanz bearbeiten oder visualisieren zu lassen.
Mein Meshtastic Netzwerk weist unterschiedlich ausgestattete Meshtastic Devices auf. Das WisBlock Meshtastic Device ist mit einem RAK1901 Sensor zur Messung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit und einem RAK12500 GNSS GPS Location Module u-blox ZOE-M8Q ausgestattet, deren Messwerte mit einem Datacake Dashboard visualisiert werden sollen.
Visualization of Meshtastic Data with Datacake
The WisBlock Meshtastic Device is installed in an outdoor enclosure with a solar cell.
The test is intended to show whether the buffering provided by the solar cell is sufficient
Das WisBlock Meshtastic Device ist in einem Outdoor Gehäuse mit Solarzelle untergebracht.
Der Test soll zeigen, ob die Pufferung durch die Solarzelle ausreichend ist
Solar Unify Outdoor Enclosure
A Heltec LoRa32 V3 device is configured as a router and the MQTT module sends messages to an MQTT router.
Of the messages sent, only the telemetry and position messages of the WisBlock Meshtastic device are here of interest. The device has the ID 2692927950.
The following JSON fragments show the payload to be decoded.
Ein Heltec LoRa32 V3 Device ist als Router konfiguriert und das MQTT Modul sendet Messages an einen MQTT Router.
Von den versendeten Messages sind hier nur die Telemetry und Position Messages des WisBlock Meshtastic Devices von Interesse. Das Device weißt die ID 2692927950 auf.
Die folgenden JSON-Fragmente zeigen die zu decodierende Payload.
Nach dem großen Erfolg der Sommer-Aktion 2023 des Rheinwerk Verlags ist in diesem Monat für einen begrenzten Zeitraum eine weitere große Marketing-Aktion geplant.
Die Bundles (Buch + E-Book) aller lieferbaren, deutschsprachigen Titel werden im Webshop ab kommendem Montag, den 11.03.2024, um 5 Euro im Preis reduziert.
Meshtastic® is an open-source project that uses low-cost LoRa modules to build a long-range, off-grid mesh network in areas without reliable communications infrastructure.
Meshtastic uses LoRa, a long-range radio protocol that is widely available in most regions without the need for additional licenses or certifications. The license-free ISM band is reserved for this type of communication.
The radios rebroadcast messages they receive, ensuring that every node, even those at the furthest distance, can receive messages. Depending on the settings, the Meshtastic mesh network can simultaneously support up to 100 nodes.
Meshtastic radios can be paired with a single phone to send messages directly to an addressed radio. Please note that each device can only support a connection from one user at a time.
The mesh algorithm implements the principle of „flooding.“ Each node sends each packet to its neighbor node, which forwards the packet accordingly. This hop is a chain of wireless links leading ultimately to the destination node. When the packet is forwarded, the hop limit (HL) is reduced by one. The default HL is 3, but it can be set to 7. A packet with a HL of 0 will not be forwarded.
For more information on setting up and operating a Meshtastic network, I must refer you to the extensive information on the Meshtastic website. A very good introduction in German can be found here.
Meshtastic® ist ein Open-Source-Projekt, das kostengünstige LoRa-Module verwendet, um ein netzunabhängiges Mesh-Netzwerk mit großer Reichweite in Gebieten ohne zuverlässige Kommunikationsinfrastruktur aufzubauen.
Meshtastic verwendet LoRa, ein Long-Range Funkprotokoll, das in den meisten Regionen verfügbar ist, ohne dass zusätzliche Lizenzen oder Zertifizierungen erforderlich sind. Das lizenzfreie ISM-Band ist für diese Art der Kommunikation reserviert.
Die LoRa-Module senden die empfangenen Nachrichten weiter, so dass jeder Knoten, auch der am weitesten entfernte, Nachrichten empfangen kann. Je nach Einstellung kann das Meshtastic Mesh-Netzwerk bis zu 100 Knoten gleichzeitig unterstützen.
Meshtastic-Knoten können mit einem Mobiltelefon gepaart werden, um Nachrichten direkt an einen adressierten Knoten zu senden. Jeder Knoten kann immer nur eine Verbindung von einem Benutzer gleichzeitig unterstützen.
Der Mesh-Algorithmus setzt das Prinzip des „Flooding“ um. Jeder Knoten sendet jedes Paket an seinen Nachbarknoten, der das Paket entsprechend weiterleitet. Dieser Hop ist eine Kette von Weiterleitungen, die schließlich zum Zielknoten führt. Bei der Weiterleitung des Pakets wird das Hop-Limit (HL) um eins verringert. Das Standard-HL ist 3, kann aber auch auf 7 gesetzt werden. Ein Paket mit einem HL von 0 wird nicht mehr weitergeleitet.
Für weitere Informationen zur Einrichtung und zum Betrieb eines Meshtastic-Netzwerks muss ich Sie auf die umfangreichen Informationen auf der Meshtastic-Website verweisen. Eine sehr gute Einführung in deutscher Sprache finden Sie hier.
For initial tests, I set up the Meshtastic network shown in the picture.
Für erste Tests habe ich das im Bild gezeigte Meshtastic Netzwerk aufgebaut.
Meshtastic Network
I’m going to show you the first results here, to whet your appetite for a more in-depth exploration of the world of Meshtastic.
The first image shows the router created with a Heltec Lora32 V3 connected to the mobile phone via WiFi (192.168.1.114). The second shows my own nodes and the third shows external nodes visible on the public primary channel. Depending on the configuration of each node, you can see battery voltage, GPS data, environmental data, and distances. The fourth screen shows the location data on a map of the area. Beam shows the location of my LilyGo T-Beam.
The last two screens show the tracking of a moving node. First, the connection is made via the LilyGo T-Beam, and then, after the position has changed, via the Heltec V3 H01 node. This rerouting shows very well the possibilities of a mesh network.
Ich zeige Ihnen hier erste Ergebnisse, um die Lust am tieferen Erkunden der Meshtastic Welt zu wecken.
Im ersten Bild ist der mit einem Heltec Lora32 V3 gebildete Router über WiFi (192.168.1.114) mit dem Mobilphone verbunden, während im zweiten meine eigenen Knoten und im dritten Bild externe, im öffentlichen Primary Channel sichtbare Knoten zu sehen sind. Je nach Ausstattung der jeweiligen Knoten werden Batteriespannung, GPS-Daten oder Umgebungsdaten und Entfernungen angezeigt. Im vierten Bild sind die Positionsdaten in einem Map angezeigt. Mit Beam sehen Sie die Standortdaten meines LilyGo T-Beam.
Die beiden letzten Bilder zeigen das Tracing eines bewegten Knotens. Zuerst erfolgt die Verbindung über den LilyGo T-Beam und nach der Veränderung der Position über den Knoten Heltec V3 H01. Dieses Re-Routing zeigt die Möglichkeiten eines Mesh Netzwerk sehr gut.
Router connected by WiFiOwn Nodes connectedFurther Nodes far awayPositions of the NodesTracing for moving RAK4631Tracing for changed Poistion
The router supports the organization of network participants and the sending of MQTT messages via its WiFi interface. By connecting to the Internet, it can bridge the boundaries of the mesh network.
For example, an MQTT message in JSON format contains the information shown in the following image
Der Router unterstützt nicht nur die Organisation der Teilnehmer des Netzwerks, sondern ermöglicht durch sein WiFi-Interface auch das Versenden von MQTT-Messages und kann dadurch die Grenzen des Mesh-Netzwerks durch Verbindung ins Internet überbrücken.
Eine MQTT-Message im JSON-Format enthält beispielsweise die im folgenden Bild gezeigten Informationen.
The information can be made readable by parsing the transmitted payload.
I use a separate ESP32 for this, which has subscribed to the messages with the topic msh/#, decodes their payload and displays it via the console. The display can of course also be made more convenient.
Durch Parsing der übermittelten Payload kann die Information lesbar gestaltet werden.
Ich nutze hierfür einen separaten ESP32, der die Messages mit dem Topic msh/# abonniert hat, deren Payload decodiert und über die Console zur Anzeige bringt. Die Anzeige kann natürlich auch komfortabler gestaltet werden.
Telemetry Message
Position Message
The Meshtastic logo trademark is the trademark of Meshtastic LLC.
I have been using Kachelmannwetter’s information and following their weather forecast on YouTube for a long time.
Kachelmannwetter provides extensive weather and environmental data, as well as webcam recordings. Interested parties can also contribute weather data to complete the range of data on offer.
I have taken up the invitation and, as a new Citizen Scientist, I am now also making my SensorHub data available on the Meteologix platform.
The images below display the professional and amateur weather stations in my area. Additionally, the graph depicts the ambient temperature measured at a height of 2 meters over a 72-hour period.
Schon lange nutze ich die Informationen von Kachelmannwetter und verfolge die Wettervorhersage auf Youtube.
Neben der Bereitstellung umfangreicher Wetter- und Umweltdaten sowie Webcam-Aufnahmen können Interessenten Wetterdaten beisteuern und so das Angebot an Daten komplettieren.
Ich habe die Aufforderung aufgegriffen und stelle als neuer Citizen Scientist nun meine SensorHub Daten auch auf der Meteologix Plattform bereit.
In den folgenden Bildern sind die Profi- und Amateur-Wetterstationen meiner Gegend gezeigt. Abschließend ist der 72 h Verlauf der Umgebungstemperatur gemessen in 2 m Höhe gezeigt.
Profi Weather StationsAmateur Weather StationsSensorHub 72 h Weather Data
The data collected by the SensorHub weather station is sent to the TTN LNS and forwarded to Datacake via a WebHook.
The data stored in the TTN is also available to other applications, and I use it to upload to the Weathercloud platform. Weathercloud is a global weather network with over 120,000 devices currently connected.
The density of weather stations in my area is already quite high, but I was able to fill a gap with my station (green point).
Die von der SensorHub Wetterstation ermittelten Daten werden an den TTN LNS gesendet und über einen WebHook an Datacake weitergeleitet.
Die im TTN gespeicherten Daten stehen aber auch anderen Anwendungen zur Verfügung und ich verwende sie für ein Upload auf die Wettercloud Plattform. Weathercloud ist ein globales Wetternetzwerk, an das derzeit mehr als 120.000 Geräte angeschlossen sind.
Die Dichte an Wetterstationen in meinem Gebiet ist bereits recht hoch, dennoch konnte ich mit meiner Station eine Lücke schließen (grüner Punkt).
TTN provides an MQTT server to handle streaming events. An MQTT client can subscribe to the LoRaWAN uplinks. Afterwards, the desired data can be extracted.
No extensive hardware is required for this data conversion. I use an ESP32-based Oxocard Connect here. Internet access is via WiFi, the TTN LNS is queried via MQTT, and the data is forwarded to the weather cloud via HTTP GET.
TTN stellt einen MQTT-Server für die Arbeit mit Streaming-Ereignissen zur Verfügung. Ein MQTT-Client kann die LoRaWAN-Uplinks abonnieren und die gewünschten Daten lassen sich anschliessend extrahieren.
Für diese Daten-Konversion bedarf es keiner umfangreichen Hardware. Ich benutze hier einen ESP32-basierenden Oxocard Connect. Der Internetzugriff erfolgt über WiFi, die Abfrage des TTN LNS über MQTT und die Weiterleitung der Daten an die Wettercloud über HTTP GET.
Oxocard Connect
The uploaded data is then presented in the Weathercloud according to the following images.
WisBlock is a modular system that easily implements a Low Power Wide Area Network (LPWAN) in your IoT solution. WisBlock accompanies your solution from rapid prototyping to mass production without the need to create new hardware modules for each step.
In the development phase, WisBlock modularity allows you to test different microcontrollers, sensors, communication technology, and IO options by changing modules with simple plug-in modules. WisBlock industrial-grade modules can be used in mass production without the need to redesign prototypes. Devices can be modified or repaired even once deployed with minimal waste and effort.
WisBlock ist ein modulares System, das auf einfache Weise ein Low Power Wide Area Network (LPWAN) in Ihre IoT-Lösung implementiert. WisBlock begleitet Ihre Lösung vom Rapid Prototyping bis zur Massenproduktion, ohne dass Sie für jeden Schritt neue Hardwaremodule erstellen müssen.
In der Entwicklungsphase können Sie dank der Modularität von WisBlock verschiedene Mikrocontroller, Sensoren, Kommunikationstechnologien und IO-Optionen testen, indem Sie Module gegen steckbare Module austauschen. WisBlock-Module in Industriequalität können in der Massenproduktion eingesetzt werden, ohne dass Prototypen neu entwickelt werden müssen. Die Geräte können auch nach dem Einsatz mit minimalem Aufwand modifiziert oder repariert werden.
The advantage of an eBook edition is that the author can make additions and updates available to the reader at short notice. This edition presents NB-IoT as an alternative communication option in the LPWAN. Furthermore, battery-powered IoT nodes do not have to do without a display. ePaper displays with very low power requirements are very well suited for this. Lastly, although prototyping boards rarely offer favorable conditions for low-power applications, I will discuss these aspects together with using ePaper displays.
ck blog 